长江中下游浅水湖沉积物对磷的吸附特征——吸附等温线和吸附/解吸平衡质量浓度

研究了长江中下游几个浅水湖泊表层沉积物磷吸附等温线和沉积物对磷的吸附 解吸平衡质量浓度。结果表明:沉积物对磷的吸附等温线同时符合Langmuir模型和Freundlich模型。据Langmuir模型计算,沉积物对磷的吸附容量为0 122～0 893mg g,且吸附容量与Al2O3,TFe2O3和有机磷(O-P)的含量均有较好的正相关关系。沉积物对磷的吸附存在吸附 解吸平衡点,不同沉积物在该点质量浓度为0 02～0 45mg L,有较大差异。该值与沉积物中总磷及无机磷有很好的正相关关系,与铁 铝磷及有机磷和有机质含量也有较好的正相关关系,而与钙磷及氧化钙只有较弱的正相关关系。结果还表明:富营养化严重的湖泊,沉积物有向上覆水释放磷的趋势。

人参和地黄干燥过程中解吸平衡含水率的数学模型

采用静态法测定了两种常见中药材地黄、人参在40、60和80℃3个温度水平,5%～85%相对湿度范围内的解吸平衡含水率。通过Henderson、Henderson-Thompson、Modified-Halsey及Chung-Pfost模型,利用SAS软件的REG程序进行回归分析,确定各模型的参数值,以平均相对误差、估计值的标准差及相关系数为评价指标,比较模型的拟合程度,获得描述地黄、人参解吸平衡含水率的最佳模型,并对其影响因素进行了讨论。

固定化烟曲霉吸附染料后的解吸平衡及动力学研究

对羧甲基纤维素钠(CMC)固定化灭活烟曲霉小球中的2种活性染料的解吸剂进行了选择,并对其解吸平衡和解吸动力学进行了研究.结果表明,pH值为12.0的75%乙醇溶液对吸附在CMC固定化灭活烟曲霉小球中的活性艳蓝KN-R和活性艳红K-2BP的解吸效果较好;一级指数衰减方程能很好地描述对2种活性染料的解吸动力学;解吸平衡数据均可以用Freundlich等温模型来拟合.

沉积物磷吸附解吸平衡浓度的测定及其生态学意义

在湖泊与河流中,当沉积物固相与周边水溶液中的磷酸盐达到吸附与解吸附平衡时,水相中磷酸盐的浓度即为磷吸附解吸平衡浓度(EPC0)。通过比较EPC0和溶解反应性磷浓度(SRP),可以估算沉积物向水柱释放SRP的潜能。在富营养化湖泊中,疏浚是控制内源营养释放的最直接有效的手段。可借工程措施在水与沉积物界面维持低EPC0值,进而充分实现其磷汇功能,有利于湖泊和河流水质的好转。

肉大鸡颗粒饲料的吸湿解吸平衡模型

为了研究成品饲料的吸湿解吸平衡规律,用GAB模型及其含温度变量的改良模型(mGAB,modified GAB)拟合静态法获得的肉大鸡颗粒料在15、25、35和45℃环境下,在11%至97%平衡相对湿度(即水活度0.11～0.97)范围内的吸湿平衡以及11%～75%(即水活度0.11～0.75)范围内的解吸平衡,得到优异的拟合精度。结果表明:随温度上升,饲料的平衡含水率下降,吸湿和解吸之间存在明显的滞后现象。用BET解吸模型计算的15～45℃范围内单层含水率为6.34%～5.39%(干基),并且随温度升高线性下降。以水活度0.65为安全贮存的临界点,对应于吸湿和解吸过程,用改良GAB模型估计4个温度点的安全水分(干基)分别为13.09%和14.71%、12.92%和14.33%、12.74%和14.00%、12.56%和13.66%。研究结果为饲料的贮存和冷却过程规律研究提供了参考。

基于二元平衡解吸模型的离子型稀土浸矿剂用量计算方法

以硫酸铵作为浸矿剂浸取稀土时,其在矿土表面赋存形式分为可逆和不可逆两部分;根据铵在浸矿中的作用,铵消耗分为三个部分:离子交换消耗、专性吸附消耗和维持浸矿剂浓度的消耗。本文结合铵的赋存形式和浸矿作用,采用二元平衡解吸模型(DED模型)刻画浸矿,通过数值拟合确定相应参数,提出一种针对离子型稀土的浸矿剂用量计算方法。结果表明:以福建屏南和江西信丰某离子型稀土矿为研究对象,设定稀土目标浸取率85.00%、90.00%和95.00%时,计算出相应浸矿剂用量;通过柱浸试验评价方法可行性,发现两种矿样实际浸取率分别达到85.93%、89.05%、94.22%和85.97%、90.55%、95.14%,与目标浸取率误差在1.5%以内。本方法在实验室具有良好效果,可以用于指导实际生产中的浸矿剂用量确定。

非平衡解吸状态下页岩气储层渗透率演化机制

为了研究非平衡解吸状态下储层压力和气体解吸对煤系页岩气储层渗透率的影响机制,考虑气体在基质中的动力学扩散作用,提出了非平衡解吸状态下储层基质和裂隙的有效应力−渗透率模型,建立了储层在非平衡解吸状态和单轴应变条件下的渗透率模型。结合储层渗透率和岩样渗透率的现场和室内试验研究,分析了渗透率模型的有效性。结果表明,非平衡解吸状态下的渗透率模型能较好地拟合渗透率试验值。非平衡解吸状态下,孔隙体积模量越小,基质渗透率反弹越急剧;裂隙压缩系数越大,裂隙渗透率下降越急剧。研究了各参数对储层渗透率的影响机制,结果表明,当裂隙压力降至特定值时,随着基质压力的减小,基质渗透率先下降然后反弹,裂隙渗透率逐渐增大;当基质压力降至特定值时,随着裂隙压力的减小,基质渗透率逐渐增大,裂隙渗透率逐渐减小。

温度对硼在三种矿物上吸附—解吸特性的影响

在实验室对天然Ca 蒙脱进行了纯化 ,并在一定条件下人工合成了针铁矿、水锰矿 ,以此作为实验材料 ,用吸附—解吸平衡法和反应动力学方法研究了温度对硼在Ca 蒙脱 ,针铁矿 ,水锰矿上的吸附、解吸特性的影响。结果表明 :随温度升高 ,Ca 蒙脱对硼的吸附量升高 ,其对硼的解吸滞后性下降 ,水锰矿和针铁矿对硼的吸附量下降 ,其对硼的解吸滞后性加强。计算表明 ,在常温下 ,硼在Ca 蒙脱上的吸附热为 63.0 8kJmol- 1 ,在针铁矿和水锰矿上分别为 - 1 2 2 .45和 - 93 .91kJmol- 1 ,硼在Ca 蒙脱、针铁矿和水锰矿上的解吸热分别为- 31 .0 2 ,53 .95和 46 .30kJmol- 1 。上述结果说明 ,硼在Ca 蒙脱上的吸附为吸热过程 ,解吸为放热过程 ;硼在针铁矿、水锰矿上的吸附为放热过程 ,解吸为吸热过程。随着温度的升高 ,硼与矿物的初始反应速率明显加快 ,而整体反应速率略有下降。

西苕溪流域沉积物及土壤对磷吸附/解吸特性研究

以赋石水库和其上游河道沉积物以及流域内代表性水稻土为对象,通过分析其理化性质,改变上覆水磷浓度和pH的方法探讨沉积物和土壤对磷吸附/解吸的影响。结果表明:(1)沉积物内较高的磷含量,导致吸附/解吸平衡浓度较高,因此在水库和水体中起着磷"源"的作用;(2)土壤最大磷吸附量为566.45mg/kg,远大于沉积物的吸附量,同时吸附/解吸平衡浓度较低,因此在治理湖泊富营养化时,要加大水土保持的力度,尽量减少作为最主要污染源的农田土壤磷素流入水体;(3)无论上覆水中磷浓度升高还是降低,在未达到吸附/解吸平衡浓度前,土壤和沉积物会持续释放磷,故应把水体治理的重点放在降低土壤和沉积物的磷含量上;(4)上覆水的pH对样品的磷吸附和释放都有显著的影响。在酸性(pH<3)或碱性(pH>9)环境下,样品的磷吸附量均急剧下降,而水体酸化更易导致平衡后上覆水磷浓度的降低。

石油从泥沙上解吸的特性研究

将解吸分为平衡解吸和完全解吸两种类型，对水环境中含油泥沙上油分子的解吸特性进行了研究．通过试验，分析了解吸平衡时的吸附等温线及平衡解吸量随清水解吸液用量变化的规律，同时也对含油泥沙发生完全解吸时的最大解吸量和极限残留量进行了研究，并得出了它们随泥沙粒径变化的规律．

土壤水环境中污染物运移双点吸附解吸动力学模型

在考虑对流弥散、平衡/非平衡双点吸附解吸、微生物降解等情况下,建立了土壤环境中有机污染物迁移转化的动力学模型,并给出了有限差分解。在此模型的基础上,详细讨论了有机污染物在土壤中的分布规律,并对一阶吸附解吸速率常数k和平衡吸附点位所占总点位的比例f进行了灵敏度分析。分析研究表明:参数k对于土壤中有机污染物浓度分布有着重要的影响,其影响程度又与非平衡吸附点位所占总点位的比例(1-f)有关;污染后期土壤吸附相的存在,也会起到增加土壤水溶质浓度的作用,且k越大,这种作用越明显。

污染物传输的两区非平衡吸附数值仿真模型

考虑不可动水和污染物的非平衡吸附特性以及微生物降解等因素,建立了土壤-水环境中污染物运移的两区非平衡吸附模型。基于自行编制的有限差分程序给出了二维仿真算例,模拟了农药等污染物在土壤-水环境中的运移过程,探讨了在不可动水和非平衡吸附影响下土壤中各相浓度分配的规律。模拟结果表明:土壤各相的浓度变化并不同步。可动水相浓度变化最快,对浓度分布起主导作用;不可动水次之;可动区吸附相浓度变化存在明显的滞后现象;而不可动区吸附相浓度变化最为缓慢,滞后现象最为明显。

太湖竺山湾污染底泥环保疏浚深度的推算

根据颜色、气味、粒径、黏稠度等理化指标,将太湖竺山湾柱状底泥样品由上至下依次分为氧化层(A)、污染层(B)、污染过渡上层(C1)、污染过渡下层(C2)和健康层(D).通过对底泥中氨氮、总磷、总氮和烧失量垂直分布规律的分析,结合柱状底泥各分层氮、磷吸附/解吸实验,推算出竺山湾污染底泥环保疏浚层及其深度.结果表明,底泥中氨氮、总磷、总氮和烧失量含量随深度的增加呈下降趋势.A层和B层中污染物含量明显高于其他层;无机磷吸附/解吸平衡浓度随深度的增加而下降,在C1层与C2层间出现拐点;而氨氮的吸附/解吸平衡浓度变化趋势较复杂.结合上覆水中无机磷与氨氮浓度,推算出竺山湾底泥环保疏浚层次为C1层,疏浚平均深度为0.40～0.70m.

金矿区河水和底泥中重金属含量分布与耦合关系

河流中河水与底泥中重金属含量之间的关系对于河流污染防治意义重大。对某金矿区3种典型河流的河水与底泥中的重金属含量进行分析,发现4条河流均有超过国家标准限值的情况,河水中7种重金属元素均出现超标,Cr、As元素超标不严重;底泥中Hg、Pb、Cr、Cu、Zn超标,其中Hg超标最严重,河水和底泥中Hg最大超标倍数分别达到3099倍和244倍。河流中重金属主要赋存形态为沉积态,底泥的吸附解吸作用是河流底泥和河水中重金属沿程变化的主控因素;金矿区区域上河水和底泥中重金属很好地服从Langmuir等温吸附模式。矿业活动、地层岩性均会影响底泥对重金属的平均最大吸附容量,流径黄土区的双桥河平均最大吸附容量最大。研究结果为矿山河流污染防治与预警提供了参考依据。

湖泊沉积物对磷的吸附特征及其吸附热力学参数

在模拟条件下研究了属于不同营养水平的3个沉积物吸附磷等温线、动力学和热力学参数，比较了不同沉积物吸附磷的差别。结论如下：（1）在本研究条件下，五里湖沉积物吸附磷的Qmax、K、NAP和EPC。均高于东太湖和贡湖沉积物，而m却较低。东太湖和贡湖沉积物与其上覆水间基本保持磷吸附-解吸动态平衡状态，五里湖沉积物有向上覆水释放磷的趋势；（2）沉积物吸附磷主要发生在0～0．5h之内，此时间段吸附速率为贡湖沉积物与东太湖沉积物相差不大，均高于五里湖沉积物；（3）温度对五里湖沉积物吸附磷影响相对较小，而对贡湖和东太湖沉积物影响较大。

La-Ni-Al 系贮氢材料的吸、放氢行为研究

研究了Ｌａ－Ｎｉ－Ａｌ系贮氢材料的吸、放氢行为。给出了ＬａＮｉ５－ｘＡｌｘ（ｘ＝０．２５、０．５０、０．７５、１．００）的吸附等温线、吸附速率及其氢化物的解吸平衡压与温度的关系曲线；定量确定了合金的吸附平衡压和饱和吸附容量等吸氢性能参数及基本的热力学参数ΔＨ㈠值和ΔＳ㈠值；初步探讨了上述参数与Ａｌ含量之间的定性关系。

湖泊沉积物对磷酸盐的负吸附研究

分别在高、低两种磷酸盐质量浓度下,研究了6个湖泊沉积物对磷酸盐的负吸附。结果表明,(1)污染严重的湖泊沉积物不仅在上覆水体水质好转时,可能向上覆水体释放磷,即使上覆水体水质没有好转,在一定条件也可能释放;而较为清洁的湖泊沉积物,在上覆水体水质下降时,可能从上覆水体中吸附磷,在水质好转情况下,也可能向上覆水体中释放磷。(2)湖泊沉积物吸附磷酸盐过程中存在负吸附,吸附研究中使用较高质量浓度磷溶液是负吸附现象被掩盖的原因;在吸附研究中不仅要重视负吸附,而且初始磷酸盐质量浓度不能太高。(3)沉积物对磷酸盐的吸附/解吸平衡质量浓度与其有机质、CEC、总氮、总磷以及各形态磷含量均有显著的正相关关系,相比而言,与总磷以及各形态磷含量的相关性最高。污染较为严重的沉积物对磷酸盐的吸附/解吸平衡质量浓度也较高。

沘江水体重金属污染的沿程变化特征

为研究沘江水体重金属污染现状及其沿程迁移变化特征与动力因素,于2010年1月在金顶铅锌矿区上、下游共采集了25个水样和底泥样,运用单因子评价法和内梅罗综合指数法评价了水体污染程度。结果表明,枯水期矿区下游水质均为地表水Ⅲ类,但其受重金属的污染仍较严重,治理难度很大,少量重金属污染物已扩散进入澜沧江干流。究其原因,发现金顶矿区是沘江水体重金属的根本污染源。通过分析水体中Zn、Pb和As浓度沿河程的变化态势,发现随与矿区距离的增加,其下游水体重金属含量趋于降低,降速趋于减缓;但因在水体-底泥间迁移转化特性方面的差异,水体中Zn、Pb和As浓度的沿程减少过程不尽相同。在此过程中,河道上的拦河坝对Zn和Pb的迁移转化过程干扰大,对As则不显。此外,流域内潜在的其他污染源引起了局部河段水体中Pb、尤其是As浓度的异常变化。

中小河流水体重金属Zn、Pb、As沿程迁移扩散过程模拟——以沘江为例

为揭示中小河流水体中重金属Zn、Pb、As的沿程迁移变化特征,以沘江为例,重点考虑金顶铅锌矿的影响.以矿区上、下游15个沘江水样的样品分析数据为基础,根据水体中重金属迁移转化的水动力学特性建立沘江水体重金属迁移转化的一维数学模型,并运用试错法率定了模型中Zn、Pb、As的综合衰减系数K,进而采用MATLAB建立了适合沘江水体Zn、Pb、As迁移转化的模拟模型.结果显示:(1)枯水期沘江流域金顶矿区下游重金属Zn、Pb、As的综合衰减系数K分别为Zn全程0.015 s^(-1),果朗村上游Pb为0.006 s^(-1),As为0.018 s^(-1),下游Pb为0.004 s^(-1),As为0.002 s^(-1);(2)金顶矿区下游水体重金属Zn、Pb、As含量变化的模拟值与实测值的拟合效果较好,模拟方程具有一定的实用性;(3)模拟沘江丰水期水体重金属Zn、Pb、As质量浓度的沿程变化,还可通过重新率定综合衰减系数K或补充个别样点采样数据进行验证,以进一步优化模拟效果.研究结论可为沘江流域环境污染防治及生态恢复等提供科学依据.

具有预制孔隙多孔介质冷冻干燥的多相传递模型

基于局部质量非平衡假设,建立了多相多孔介质热、质耦合传递数学模型,理论验证具有预制孔隙的初始非饱和多孔物料对冷冻干燥过程的强化作用。模型考虑了多孔介质的吸湿效应,构建了3种吸附-解吸平衡关系。模型使用基于有限元法的COMSOL Multiphysics软件平台数值求解,并与实验数据进行了比较。结果表明,初始非饱和冷冻物料能够有效地强化冷冻干燥过程。采用不同函数形式的吸附-解吸平衡关系模拟的干燥曲线均与实验数据非常吻合。通过分析物料内部的饱和度、温度和质量源分布,探讨了初始非饱和物料冷冻干燥过程的传热传质机理。初始非饱和物料的干燥速率控制因素主要是传热。模拟考察环境辐射温度对冷冻干燥过程影响的结果表明,所建模型具有良好的预测能力。